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ドローンやAIエンジンを活用 森林情報を「見える化」する林業アプリ開発 金沢工業大学2021年8月2日

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金沢工業大学は、「森林画像情報にAIを活用し林業DXを現場実装するためのWebアプリの実用化」で、生物系特定産業技術研究支援センター(生研支援センター)の令和3年度「イノベーション創出強化研究推進事業」に採択。小型無人機やAIエンジンを活用した林業の「見える化」を実現し、社会実装に向けた林業イノベーションを進める。

小型無人機を活用した実証実験の様子小型無人機を活用した実証実験の様子

同研究は、石川県農林総合研究センター、石川県森林組合連合会、株式会社エイブルコンピュータとの産官学共同で実施。森林の資源量等の調査・分析のため、小型無人機(UAV、ドローン)や全天球カメラで撮影した森林画像をAIエンジンで解析し、森林境界の明確化支援や資源情報の把握ができるWebアプリを社会実装(製品化)する。

日本国内の林業は人手不足が深刻化し、森林資源活用のための調査についても、さらなる省力化が求められている。そこで、調査・分析業務を飛躍的に効率化するため、小型無人機により撮影・合成した画像(UAVオルソ画像)や林内全天球画像を活用し、森林境界明確化の支援や資源情報を把握するための画像認識AIエンジンなどを組み込んだ、森林組合職員らが使いやすいWebアプリを現場実装する。これまでの研究で開発したプロトタイプアプリの実証運用と、機能付加・精度向上を実現するための学習データセット整備とAIエンジンをグレードアップ。さらに、AIエンジンの出力を最大限に活用するための実装技術の研究を推進する。

平成30年度から令和2年度の研究では、小型無人機等により取得した森林画像から森林境界の抽出等を行うためのAIエンジンおよびプロトタイプアプリの開発、そして小型無人機による調査結果を活用しつつ、衛星画像を用いて人工林資源量を推定するためのAIエンジンの開発などを実施。開発研究ステージとなる令和3~5年度は、様々な条件での精度検証と学習データセット整備を実施し、AIエンジンの性能向上と、現場実装に必要不可欠な関連技術を開する。製品版アプリの機能向上に向けて、以下の4項目に取り組む。

1. 森林画像認識のための実戦仕様AIエンジンの開発

これまでに開発してきた深層学習技術を用いた林業現場の画像認識AIエンジンの再評価・改良を進め、実戦的なAIエンジンの構築を目指す。森林の樹種判別、針葉樹人工林の丸太原木の品質推定(品質別の材積比率)、有用な広葉樹の資源量を効率的に推定する技術などを開発。

2. AIエンジンの性能向上に必要不可欠な学習データセット整備と効率的整備手法の確立

開発したAIエンジンをより広範な林相や撮影条件に応用できるようAIエンジンの精度と汎用性を高めるための学習データセットを整備し、その効率的な整備手法を開発。

3. AIエンジンの出力を林業DXにて最大限活用するための実装研究

AIエンジンの出力結果を、林業の現場で確実に活用できるようにするために、森林の画像情報を効果的に取得するための空撮技術の開発と、AIエンジンの出力を最大限に活用するための実装技術の開発を実施。

4. 林業DX推進に確実に貢献するWebアプリの開発

前ステージにおいて開発したプロトタイプアプリをベースにした製品版アプリを開発。森林境界明確化を支援する機能や、材積・原木品質の推定機能、有用な広葉樹の資源量推定機能などを実装予定。

令和3年度中に石川県内森林組合等における実証運用を開始し、本格的な社会実装(製品化)に向けた課題の洗い出しと調整作業を実施。また、令和4年度に製品版をリリース、令和5年度に第2版のリリースを予定している。

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